Théorie du vide physique
Guénnadi Ivanovitch Chipov
Traduit par Almageste, en 2020. chpolaz@gmail.com
Table de matère
Table de matière... 2
Illustrations... 4
Introduction: débat sur la Réalité, entre Einstein et Rabindranath Tagore...7
Chapitre 1: La physique en tant que théorie de la relativité...12
L’espace des évènements... 12
La relativité de l’énergie d’un mouvement uniforme...14
L’espace quadridimensionnel des évènements et la relativité du temps...15
La relativité des forces et des champs dans la théorie de gravitation d’Einstein...17
Le vide d’Einstein. ... 19
Le vide de Dirac... 20
Le testament d’Einstein pour la physique future...21
La relativité du champ électromagnétique dans l’électrodynamique géométrisée...22
La relativité de rotation et les coordonnées de rotation...24
Les champs de torsion et la relativité de rotation...27
La relativité des forces et des champs d’inertie...30
Les trois formes d’espace de Weissenbek...32
La relativité des excitations du vide... 33
Chapitre 2: Une nouvelle image du monde... 36
Le monde de la réalité supérieure... 36
Le monde matériel subtil... 37
Le monde matériel grossier... 39
L’organisation de l’espace des évènements de la théorie du vide physique (TVP)...40
Qu’est ce qui est engendré par le vide physique ?...43
Les équations du vide physique... 44
Chapitre 3: Les résultats théoriques majeurs...46
La théorie unique du champ... 46
L’unification des interactions électro gravitationnelles...46
L’unification des interactions gravitationnelles, électromagnétiques et fortes...48
La relation entre interaction faible et interaction de torsion...50
La crise dans la physique du spin et son possible abandon...52
Le champ électromagnétique scalaire et la transmission de l’énergie électromagnétique sur un seul conducteur...54
Le rayonnement de torsion en électrodynamique...56
Découverte de la théorie quantique dont rêvait Einstein...58
La quantification dans le système Solaire...61
Chapitre 4: les manifestations expérimentales des champs de torsion...62
L’effet de forme... 62
Changement de la structure des métaux sous l’effet du rayonnement de torsion...64
L’action des champs de torsion sur l’eau et les plantes...66
L’expression des interactions de torsion en mécanique...68
La rotation et le gyroscope quadridimensionnels...71
L’inertioïde de Toltchine... 73
La « soucoupe volante » d’origine terrestre...76
Chapitre 5: La conscience et les champs de torsion de l’être humain...80
L’aura de l’être humain est comme un champ de torsion...80
Observer l’aura... 81
Les moyens techniques de détection de l’aura...85
L’effet Kirlian et l’influence de la prière sur l’aura...88
Sakhadja Yoga en tant que méthode de régulation de l’aura...89
La bio introscopie de Rodionov... 93
L’expression du corps éthérique de l’être humain...95
Les manifestations des corps mental, astral et fantomatique de l’homme...97
Les corps de l’esprit et de l’âme... 99
La conscience et la vitalité des différents systèmes...99
Evolution cosmique de l’être humain... 101
Guénnadi Ivanovitch Chipov, l’auteur... 103
... 103 Les nombres entre accolades font référence aux pages du texte russe original .docx, à l’échelle 125% {3}. Provenant de https://royallib.com/copyright.html
Illustratons
Introducton: débat sur la Réalité, entre Einstein et Rabindranath Tagore.
Durant l’été 1930 a eu lieu la rencontre d’Albert Einstein avec Rabidranath Tagore, dans la villa d’Einstein, près de Berlin. Ces deux grands hommes ont mené une discussion sur la Réalité et la relation entre la matière et la conscience humaine.
Einstein qui était le représentant de la science de l’Occident, affirmait que la réalité (La matière selon la représentation de la science occidentale) existe
indépendamment de l’expérience et de la conscience de l’être humain. La matière serait primaire alors que la conscience serait le produit de la matière supérieurement développée.
Rabidranath Tagore, qui s’opposait à Einstein, défendait la position des philosophes de l’Orient antique, et parlait de l’Homme Universel qui porte en lui l’harmonie rationnelle entre les aspects objectifs et subjectifs de la réalité. Seul l’Homme Universel est capable d’appréhender la Réalité comme une Vérité Absolue dont il est lui-même l’essence. La matière étudiée par la science occidentale, est relative et illusoire.
Plus d’un demi siècle s’est écoulé depuis cette rencontre mémorable, et à la suite du développement de l’idée d’Einstein une nouvelle théorie est apparue : la théorie du vide physique, qui non seulement inclut la conscience dans l’image du monde, mais elle désigne aussi le rôle précis d’une certaine Réalité Supérieure lors de la résurgence de la matière brute depuis le vide. Certains chercheurs considèrent la Réalité Supérieure comme une Conscience Supérieure, un Super intellect ou D.ieu, (l’Homme Universel).
Il convient de noter que par son contenu, la théorie du vide physique n’est pas une « théorie nouvelle », puisque il y a plusieurs millénaires déjà, en Orient, on savait que toutes les choses matérielles étaient nées à partir du « Grand Vide », du vide physique, comme l’auraient dit {2} des physiciens modernes. La différence entre les anciennes connaissances de l’Orient et la science moderne réside dans la façon d’aborder le problème. La science occidentale utilise, dans l’ensemble, une méthode inductive, qui suppose une étude expérimentale de divers phénomènes avec une construction subséquente d’une théorie générale qui relie entre eux ces divers phénomènes. Le mode de pensée oriental est caractérisé par une approche déductive pour l’étude d’un phénomène. Et le phénomène est étudié dans son
ensemble, sans une étude séparée de ses divers constituants. Ces deux approches distinctes vont constituer deux visions du monde différentes et en conséquence, deux civilisations différentes. Nous voyons que notre approche inductive occidentale va limiter, à la base, nos représentations de la réalité, et son développement a engendré la civilisation occidentale technogène, avec tous ses défauts et ses qualités. Le fondement de l’approche déductive est constitué par l’auto
perfectionnement, dirigé vers le développement de la conscience individuelle de la personne. Le but final d’un tel développement étant l’accès à la conscience de l’Homme Universel ou de la Super Conscience. Une civilisation qui se base sur des valeurs acceptées dans une communauté humaine avec une conscience élevée, va se développer en harmonie avec la Nature, et ne nécessite pas l’apport de valeurs affirmées par ce qu’on appelle les « pays occidentaux développés ».
La différence d’approche, entre Occident et Orient, dans l’étude de la Réalité, a imprégné les méthodes de recherche. En occident la science utilise les
mathématiques et la physique en guise d’instrument d’étude des lois de la Nature, alors qu’en Orient c’est le corps humain qui est l’instrument de base, ses centres et ses canaux nerveux, ainsi que sa conscience. Les chercheurs occidentaux se disent savants alors que les érudits orientaux se disent chercheurs.
Nous vivons un temps inhabituel et intéressant, où on change de siècle et de millénaire. De nombreuses personnes attendent, intuitivement, de grands
changements dans tous les domaines de notre vie et ces changements sont
réellement en marche. Je voudrais dans ce livre faire connaitre à un large cercle de lecteur la théorie physique nouvelle : la théorie du vide physique qui s’est constituée en tant que développement des idées d’Einstein.
La théorie du vide physique bouscule dans une large mesure notre
représentation du mode. Cela concerne particulièrement la relation entre la matière et notre conscience. C’est le principal problème des sciences naturelles. Jusqu’à présent la physique avait étudié les phénomènes sans tenir compte de l’influence de la conscience sur les processus qui se déroulent dans la Nature, considérant que la conscience n’avait qu’un rôle secondaire par rapport à la matière. « La matière est primaire, la conscience est secondaire » tel est la thèse de la science matérialiste.
Mais ces derniers temps on voit apparaitre sur les pages des journaux et dans les médias de plus en plus d’annonces où sont présentés des interactions
merveilleuses de la conscience humaine sur le monde environnant, qui placent la sciences dans une position déplaisante d’incapacité à expliquer ces phénomènes dans le cadre du paradigme de la science actuelle. Par exemple en Russie, dans la ville de Penza, il habite un homme qui s’appelle Anatoly Antipov. Son corps possède la capacité étonnante de pouvoir attirer divers objets. Anatoly est capable d’attirer trois plaques d’acier d’un poids total de 160 kg! Il force le déplacement sur son corps d’une plaque de 60 kg, en la dirigeant par l’effet de sa conscience! Ni la théorie de gravitation de Newton (ou d’Einstein), ni l’électrodynamique, ni aucune autre théorie de la science moderne n’est capable de décrire ce phénomène régulièrement
reproductible par Anatoly.
Lorsque le physicien voit des manifestations de la conscience humaine de cette sorte, il commence par considérer tout cela comme un tour ne prestidigitation.
Cependant tout Être Humain honnête (et surtout un chercheur) doit reconnaitre dans ce cas la limitation du paradigme de la science existante.
L’acquisition remarquable de la nouvelle théorie c’est la prédiction scientifique de l’existence de mondes matériels subtils et du monde de la Réalité Supérieure qui
jouent un rôle déterminant dans l’évolution de la matière en général, et de l’Être Humain en particulier.
Il est possible de proposer un cheminement très simple de la discussion qui nous amène à l’idée qu’il y a la Grande Vacuité, le vide physique, à la base du monde. Imaginez que vous êtes à table {3} et que dévisagez cette table. Supposons que vous disposiez d’un microscope assez puissant pour pouvoir distinguer les molécules qui constituent la matière de cette table. En regardant dans le microscope vous verrez un espace vide dans lequel sont disposés les molécules, selon des lois de répartition déterminées. Vous orientez le microscope vers une molécule en augmentant le grossissement. Vous constatez alors que la molécule est constituée d’atomes entre lesquels il y a encore du vide. En orientant le microscope sur un atome déterminé, il est possible de voir qu’au centre de celui-ci se trouve un noyau autour duquel tournoient des électrons, comme les planètes autour du soleil. Mais il y a du vide entre le noyau et les électrons. Un nouveau grossissement nous montre que le noyau est formé de particules élémentaires : protons et neutrons, entre lesquels il y a encore le vide. Si on observe une particule élémentaire, par exemple un électron, on constate (conformément à Dirac) qu’il est fait de vide, car il
représente un « état excité du vide physique », un état particulier du vide.
On peut se demander en quoi l’espace est différent à l’emplacement d’un électron, d’un emplacement où il n’est pas ? Pour y répondre il faudrait donner une définition de ce qu’est le vide absolu. On définit cela en physique, comme un espace- temps non déformé, ne contenant aucune forme de matière. Là où il y a le vide absolu, il ne peut y avoir d’électron. Mais là ou l’espace est déformé même légèrement, là nous pourrions observer un électron. Le mathématicien anglais P.
Krillford, a été le premier à exprimer la supposition que la matière n’était constituée que de « grumeaux de vide », des espèces de collines et de trous sur un fond d’espace plan.
Un fait étonnant est qu’il y a près de 5000 ans déjà les philosophes de l’Inde savaient que toute la matière est engendrée par le vide. À l’évidence ils se
représentaient le vide absolu comme la surface lisse d’un lac en l’absence du vent.
L’apparition de particules de matière depuis le vide serait comparable à l’apparition de risées à la surface du lac, sous l’effet du vent. Le processus de la naissance de la matière depuis le vide, et son retour dans le vide est décrit dans le Védas sous forme d’un dialogue entre un élève et son maître de la façon suivante :
-Quelle est la source de ce monde ?
-C’est l’espace. En vérité toutes ces créatures viennent de l’espace et retournent dans l’espace, car l’espace est plus grand qu’eux. L’espace est leur dernier refuge..
On peut se demander comment les chercheurs anciens ont-ils su ce que la science moderne a découvert à la fin d’une existence de 300 ans ? De nombreux savants considèrent qu’il existe deux manières d’appréhender la réalité : l’inductive et la déductive.
La méthode inductive de la connaissance (le développement de la
connaissance du particulier au général) caractérise la science occidentale qui depuis les temps de Newton s’occupe de l’accumulation des données expérimentales
lorsqu’elle étudie un phénomène particulier, puis elle les généralise et crée des théories physiques correspondantes. Durant ce type de méthode de prise de
connaissance il se déroule un travail collectif gigantesque. Une fois que ses résultats seront décrits dans la langue universelle et la plus stable, la langue des
mathématiques, ils pourront être utilisés par la société dans un but ou un autre.
La méthode déductive (le développement de la connaissance du général au particulier) est le propre de l’approche orientale de l’étude de la réalité. Son essence réside dans la « connexion de la conscience » de celui qui cherche à une certaine banque de données (ou à une super connaissance) qui existe dans ce monde comme une partie de la réalité. Une telle connexion se réalise à l’état de méditation, lorsque les pensées de la personne, jouant le rôle d’une espèce d’intellect, dans le canal du lien avec la banque de données, finissent par disparaitre (l’état de non pensée).
L’Être Humain s’avère capable de recevoir « en direct » les informations qui le concernent, depuis la banque de données.
Le mathématicien américain réputé P. Penrose, en étudiant le processus de l’apparition des nouveautés dans les sciences, a conclu que la prise de
connaissance de vérités nouvelles par des savants éminents, n’est pas dû à un travail logique du cerveau mais à une connexion directe à une source de
connaissances déterminée à l’avance. C’est en cela que consiste l’acte d’inspiration {4} qui accompagne tout travail de création.
Le point de vue de P. Penrose est totalement confirmé par les conclusions de la théorie du vide physique, car elle prédit l’existence dans la nature des champs de torsion primaires qui sont un porteur idéal de l’information. En outre un matériel expérimental très riche, accumulé par les chercheurs de Vérité orientaux, consécutif à un travail sur les centres nerveux (les chakras) et les méridiens, permet à un savant honnête de reconnaitre l’existence d’un monde d’une réalité supérieure et de mondes subtils dont la Super Conscience est le représentant primaire.
Il existe donc des bases suffisamment solides pour considérer que les champs de torsion de la théorie du vide physique correspondent à divers niveaux des
mondes matériels subtils, étroitement liés à la conscience de l’Être Humain, et qui sont décrit depuis longtemps dans les traités religieux et la littérature ésotérique.
D’autre part la conjonction des méthodes inductives et déductives de la
connaissance de la réalité peut apporter la synthèse de la science exacte et de la sagesse des religions.
Pourquoi l’homme moderne a-t-il besoin de la science ? Nous en avons besoin parce que:
-elle répond à la question « comment est organisé le monde environnant ? ».
-elle est capable d’améliorer la vie de l’Être Humain.
Ces deux propriétés de la science sont liées entre elles. Nous ne pourrons pas améliorer notre vie si nous ne nous représentons pas l’holistique de l’organisation du monde, car nous pourrions nous trouver dans la situation où des connaissances scientifiques considérables, résultant d’un travail acharné dans divers domaines ne suffiront pas à cela. Il est indispensable d’avoir conscience que la science, tout comme un bâton, possède deux extrémités. Il est possible de l’utiliser autant pour le bien que pour le malheur de l’Humanité, ce que le sage roi Salomon avait formulé par « Grandes sciences -- grandes misères ». Il suffit de se souvenir que la
découverte de la fission naturelle des noyaux d’Uranium a conduit à la création de la bombe atomique.
L’auteur a rencontré grand nombre de personnes qui affirmaient que les
nombreuses misères de la Terre sont engendrées par la science. En lien avec cette opinion, certains représentants de confessions religieuses pensent que la science est l’enfant du diable et qu’il est indispensable de suspendre son développement ultérieur. Evidemment cette proposition radicale ne contribue pas à l’évolution de l’Être Humain. L’évolution est également inévitable, comme l’alternance du jour et de
la nuit. Il n’y a qu’une issue : Il nous faut changer notre conscience de telle façon qu’aucune découverte de la science ne puisse être utilisée contre l’Humanité. Ce ne sont pas là de simples vœux pieux de l’auteur, ce sont les commandements du temps et de la connaissance fondés sur la théorie du vide physique.
La formation de la vision scientifique du monde est la conséquence de l’évolution de la conscience humaine et l’évolution est aussi inévitable, que l’alternance du jour et de la nuit. C’est pourquoi la vision scientifique du monde du nouveau millénaire doit exprimer la réalité plus complètement, en incluant la conscience humaine, afin d’aider à éduquer la façon de penser des gens de telle manière que l’application de connaissances nouvelles contre l’homme devienne simplement impossible.
Ce livre a été écrit à la demande de mes amis et compagnons d’armes. Il est fondé sur les matériaux d’innombrables conférences populaires, que l’auteur a lu devant des auditoires de divers niveaux scientifiques. L’auteur a essayé de combiner au cours de l’exposé deux aspects mutuellement exclusifs : la simplicité de l’exposé et la rigueur scientifique. Le lecteur peut consulter les trois livres de l’auteur (deux en russe et un en anglais, sous le titre « La théorie du vide physique ») pour une prise de connaissance professionnelle de la théorie.
Je remercie mes amis pour leur soutient moral sur le chemin épineux de la recherche de Vérité.
Je profite de l’occasion pour remercier Evgueni Tchijikov pour la sélection et l’analyse de la littérature ésotérique indispensable pour ce travail. {5}
Chapitre 1: La physique en tant que théorie de la relatvité.
L’espace des évènements.
La méthode occidentale d’appréhension de la nature commence par le choix d’un « point de vue » particulier du chercheur, d’un système d’observation ou de repère. Le système de repère, dans l’espace tridimensionnel de Newton est constitué par trois demi droite orientées, mutuellement perpendiculaires, ayant une origine commune O. (figure 1). L’observateur, qui étudie la trajectoire d’une pierre lancée parallèlement à la surface de la Terre, va mesurer à différents instants les distances entre l’origine O et la pierre qui vole. Il résulte de cette expérience une suite de mesures des distances r correspondant aux instants des mesures.
Figure 1: Trajectoire d’une pierre.
L’observateur mesure la distance r de O à la pierre, à divers moments t. La multitude de coordonnées relatives de deux systèmes de coordonnées, ainsi obtenues, contient toute l’information sur le mouvement de la pierre. En analysant les données ainsi obtenues il découvre que la trajectoire de la pierre est descriptible par l’équation de la parabole, dans le système de coordonnées donné.
Tout système réel de repère est lié au corps du repère. Celui-ci peut être n’importe quel corps physique : un solide, une particule élémentaire, l’onde
lumineuse, etc. On relie souvent le système de repère avec les murs du laboratoire où se déroule l’expérience. Dans notre cas concret l’un des systèmes de repère est à la surface de la terre, et l’autre est la pierre lancée. C’est pourquoi les données de l’observateur sont constituées par une multitude de coordonnées de deux systèmes de repère. C’est là tout ce dont nous disposons dans toute expérience physique!
I. Kepler, qui mesurait la position des planètes à divers moments, lors de leur mouvement autour du soleil, a découvert qu’elles se déplaçaient sur des ellipses. Il travaillait avec une multitude de coordonnées relatives de deux systèmes de repère.
L’un d’entre eux était lié au Soleil et l’autre, à la planète. Il s’avère que la multitude de coordonnées relatives contient toute l’information sur l’interaction gravitationnelle entre le Soleil et la planète.
I. Newton a réalisé (sans doute à l’instant où une pomme lui est tombée sur la tête) que la Terre attire les objets massifs avec une force qu’il est possible de
déterminer en analysant la multitude de coordonnées relatives de l’objet qui tombe et du système de repère lié à la Terre. Cependant initialement I. Newton avait étudié le mouvement des planètes, de la Lune, des satellites de Jupiter, et il a établi que leur mouvement se réalise sous l’effet d’une force dont la valeur est
proportionnelle au produit des masses des planètes et inversement proportionnelle au carré de la distance entre elles. {6}
Supposons que nous étudions le mouvement d’une particule chargée dans un champ électromagnétique. À nouveau on choisit deux systèmes de repère, dont l’un est lié au laboratoire, et l’autre à la particule chargée. En mesurant les coordonnées relatives de ces deux systèmes de repère, à divers moment, nous obtenons une multitude de coordonnées relatives qui contient toute l’information sur l’interaction électromagnétique du champ et de la particule. Les multitudes de coordonnées relatives obtenues lors de diverses expériences de physique sont appelées
« l’espace des évènements », car chaque point de cet espace décrit quelque évènement élémentaire. Ainsi en étudiant des interactions gravitationnelles, électromagnétiques, nucléaires ou toute autre interaction physique, nous avons à faire au plus profond, avec l’espace des évènements du phénomène étudié.
Deux conclusions découlent, au minimum, de nos raisonnements:
1-Toute expérience physique se ramène, directement ou indirectement, à la mesure des coordonnées relatives de divers systèmes de repère.
2-La physique c’est la théorie de la relativité, qui étudie la nature par le truchement de l’analyse de l’espace des évènements.
Le physicien qui étudie l’espace des évènements d’un quelconque phénomène, va pouvoir utiliser deux approches extrêmes, pour créer la théorie du phénomène:
a-Soit il essai de deviner les équations qui décrivent le phénomène, en se fondant sur l’espace des évènements, comme l’a fait Newton pour la création de sa théorie de la gravitation (approche inductive).
b-Soit en analysant les propriétés géométriques générales de l’espace d’évènements et ayant obtenu les équations physiques depuis cette analyse, comme l’a fait Einstein, lors de la création de la théorie générale de la relativité (approche déductive).
Les équations de la théorie du vide physique ont été obtenues par la voie déductive. Il avait été choisi pour cela la classe la plus générale du système de repère, qui soit connue aujourd’hui en physique, puis on a étudié les propriétés géométriques de l’espace des évènements correspondant.
On connait aujourd’hui cinq classes de systèmes de repère:
1-les classes inertielles, qui se déplacent l’une par rapport à l’autre à vitesse constante et sans rotation.
2- les classes inertielles, localement accélérées, de première espèce, qui se déplacent l’un par rapport à l’autre avec accélération et sans rotation, mais qui ne se distinguent en rien localement des systèmes inertiels (par exemple le système de repère lié à l’ascenseur en chute libre).
3- les classes inertielles, localement accélérées, de seconde espèce, qui se déplacent l’un par rapport à l’autre avec accélération et rotation, mais qui ne se distinguent en rien localement des systèmes inertiels (par exemple le système de repère lié au centre de gravité d’un disque homogène en rotation).
4- les classes non inertielles, localement accélérées. (Par exemple le système de repère lié à une fusée qui est accélérée par ses réacteurs).
5- - les classes accélérées conforme. (De tels systèmes sont liés à des objets physiques qui changent de caractéristiques physiques (sa masse, sa charge..) au cours du temps. {7}
La relatvité de l’énergie d’un mouvement uniforme.
Que sont en physique une grandeur absolue et une grandeur relative ? Nous dirons qu’une grandeur est relative s’il est possible de la rendre nulle (au moins localement) par des transformations quelconques ayant un sens physique.
Inversement si cela n’est pas possible c’est que cette grandeur est absolue. Aristote et Ptolémée, en observant que le Soleil se levait à l’est et se couchait à l’ouest ont conclu que la Terre se trouvait dans un repos total, et que le Soleil et les étoiles tournaient autour d’elle. Cependant des observations plus précises des astronomes ont montré que la Terre tourne autour du Soleil, et que le Soleil, à son tour, se déplace par rapport aux étoiles. Il s’est avéré que dans la nature il n’existe pas de systèmes de repère absolument immobiles. Tout est animé d’un mouvement relatif.
Figure 2: Repères S et S* liés aux masses m et m* respectivement.
sLe repère S est lié à la masse m. Le repère S* est lié à la masse m*. La masse m* se déplace par rapport à la masse m, à vitesse constante v.
Choisissons deux repères, dont l’un, S, est lié à la masse m, et l’autre, S*, est lié à la masse m*. Supposons que le physicien soit installé dans le système de repère S et qu’il mesure les coordonnées jusqu’au système S*. Supposons que le repère S* se déplace par rapport au repère S à vitesse constante v sans rotation. Un tel repère est du type inertiel, par ses critères. Il est clair que la vitesse du corps du repère m* auquel est lié le repère S*, est également constante et égale à v. À la fin des mesures, le physicien obtiendra une multitude de coordonnées relatives des repères S et S*. En analysant cette multitude il découvrira que:
a- La géométrie tridimensionnelle de cette multitude est Euclidienne.
b- Les trajectoires des corps dans les repères sont des lignes droites.
c- L’énergie cinétique des corps dans les repères est une grandeur relative. En effet l’énergie cinétique de la masse m*, inscrite dans les coordonnées du système S, est égale à la moitié du produit de cette masse par le carré de la vitesse v.
Passons maintenant du système S dans le système S* dont la masse m* est au
repos (v=0). Dans la mécanique de Newton, de tels déplacements s’obtiennent à l’aide de transformations des coordonnées de Galilée-Newton. L’observateur va découvrir que l’énergie cinétique du corps m* dans le système S* est égale à zéro.
C’est ce résultat qui prouve que l’énergie cinétique de corps en mouvement inertiel est une valeur relative.
Il existe en géométrie la notion de ligne géodésique. Cette ligne correspond au chemin le plus court entre deux points dans cette géométrie. Dans la géométrie d’Euclide la géodésique est une ligne droite. C’est pourquoi les équations du mouvement des corps du repère doivent être formulés de telle sorte que leurs solutions conduisent à des trajectoires rectilignes. Nous savons que dans la mécanique de Newton, les équations de mouvement s’écrivent sous forme d’une égalité à zéro du produit de la masse du corps par son accélération. C’est l’équation de mouvement des corps libres. Mais ceci n’existe pas dans la nature! Tous les corps du repère ont une masse et donc subissent une interaction gravitationnelle.
Cette interaction est évidemment très faible et dans la plupart des cas on peut la négliger (c’est ce que font habituellement {8} les physiciens). En conséquence la notion de système de repère inertiel est une idéalisation. En étudiant l’espace des évènements de tels systèmes nous obtenons des équations triviales de mouvement et aucune équation de champ. En ce sens l’espace plan d’Euclide, constitué d’une multitude de coordonnées relatives de systèmes de repères, correspond au « vide absolu » comme si les masses (et d’autre caractéristiques physiques) des corps des repères ont tendu vers zéro.
L’espace quadridimensionnel des évènements et la relatvité du temps.
L’espace des évènements des systèmes de repère inertiels de la mécanique de Newton est tridimensionnel, et il utilise trois coordonnées spatiales : x, y et z. Lors du mouvement du système de repère ces coordonnées dépendent du temps t, qui apparait dans la mécanique de Newton comme une grandeur absolue. Les
représentations de la tridimensionnalité de l’espace se sont conservées en physique jusqu’à ce qu’on commence les expériences sur la propagation de la lumière. Il a été établi que la lumière se propageait à la vitesse c de 300 000 km/s.
Pour de telles vitesses de la matière (ou proches de cela mais inférieures à c) l’espace des évènements devient quadridimensionnel et le temps multiplié par la vitesse de la lumière c forme la quatrième coordonnée X0 = ct, complémentaire des trois coordonnées x, y et z. Il en a résulté le remplacement de la mécanique de Newton par la mécanique plus moderne de Einstein-Lorenz. La géométrie de l’espace des évènements d’une telle mécanique est dotée d’une structure de géométrie pseudo Euclidienne. C’est une géométrie plane dont les géodésiques sont des droites quadridimensionnelles. Le terme de géométrie pseudo Euclidienne est dû au fait que la quatrième coordonnée X0 = ct apparait comme une coordonnée imaginaire par rapport aux coordonnées spatiales x, y et z. Il est claire que le système de repère inertiel quadridimensionnel est tout aussi idéalisé que le
tridimensionnel, car tous les corps du repère interfères entre eux, aussi faiblement possible.
Il découle de l’analyse des équations de la mécanique relativiste (la mécanique des grandes vitesses) des conséquences étonnantes :
1- Le corps au repos dans le repère possède une énergie de repos égale au produit de la masse au repos m par le carré de la vitesse de la lumière E= mc2.
2- La masse du corps dépend de la vitesse du mouvement et tend vers une valeur infinie quand la vitesse du corps tend vers la vitesse de la lumière.
3- Tout mouvement accéléré progressif dans l’espace quadridimensionnel apparait comme une rotation dans les plans formés par l’axe du temps ct et les axes des coordonnées x, y et z. La figure 3 représente l’un de ces plans : le plan ct-x.
Dans ce plan les droites formant un angle avec les axes x et ct représentent les génératrices du cône de lumière, que suit la lumière, à la vitesse de la lumière. Tous les corps du repère dont la masse m0 est non nulle, se déplacent à l’intérieur du cône de lumière, c'est à dire à l’intérieur du secteur où est disposée l’hyperbole.
Figure 3: Le plan ct-x
Le plan ct-x sur lequel sont représentés les directrices du cône de lumière du futur (t>0). La vitesse non relativiste du mouvement sur X est calculée depuis le triangle rectangle par la tangente de l’angle selon la formule suivante : v = x/t = c tg(a)
La figure montre que la vitesse du mouvement v = x/t le long de l’axe x est déterminée par la tangente de l’angle a, et la variation de la vitesse se réduit à une rotation dans le plan ct-x.
4- La longueur L0 de tout objet dépend de la vitesse et diminue avec
l’accroissement de sa vitesse. Avec une vitesse v = c la longueur dans le sens du mouvement devient nulle. Par exemple un observateur qui observe une sphère se déplaçant à grande vitesse, finira par ne plus voir qu’un disque aplati dans le sens du mouvement.
5- Dans un espace quadridimensionnel le temps devient une grandeur relative et il s’écoule de façon différente selon la vitesse du mouvement du système de repère. Si des cosmonautes voyageant dans un vaisseau spatial approchent de la vitesse de la lumière, le temps dans leur vaisseau s’écoulera plus lentement que sur la Terre d’où ils sont partis.
Cette conclusion étrange du point de vue quotidien a été obtenue
expérimentalement plus d’une fois. On a mesuré les durées de vie de particules élémentaires instables (qui se fragmentent en fractions plus petites) en fonction de leurs vitesses. Il s’est avéré que plus la vitesse de la particule est proche de la vitesse de la lumière, plus sa durée de vie est longue.
Tout comme la géométrie d’Euclide, la géométrie pseudo Euclidienne nous amène à des équations triviales du mouvement des corps du repère (Souvenons nous qu’il s’agit de l’équation du mouvement de corps libres) et en conséquence de l’absence d’une quelconque équation de champ. On peut dire que la géométrie
pseudo Euclidienne représente le modèle quadridimensionnel du « vide absolu ».
Ce modèle correspond à la réalité lorsque les masses des corps du repère tendent vers zéro.
La relatvité des forces et des champs dans la théorie de gravitaton d’Einstein.
Nous avons jusque là considéré l’espace des évènements des systèmes de repère inertiels. Il s’agissait au début des systèmes inertiels de la mécanique de Newton, qui se déplacent en ligne droite et à vitesse uniforme, sans rotation des uns par rapport aux autres.
L’espace des évènements de tels systèmes de repère est tridimensionnel et il possède les propriétés de la géométrie d’Euclide. Puis nous avons considéré
l’espace des évènements des systèmes de repère inertiels, qui se meuvent à des vitesses proches de celle de la lumière. Dans ce cas la géométrie des espaces des évènements s’est avérée être quadridimensionnel et pseudo Euclidienne. Ces deux géométries décrivent la vacuité, ou le vide absolu qui ne contient aucune matière ou quoique ce soit.
Passons maintenant à la description des systèmes de repère accélérés en particulier aux systèmes inertiels locaux sans rotation. De quoi s’agit-il ?
Imaginons un vaisseau spatial qui tourne autour de la Terre sur une orbite stationnaire, sans rotation propre. Il y a un cosmonaute en état d’apesanteur dans la capsule (voir figure 4). Nous avons tous vu cela dans des transmissions depuis la station orbitale. L’observateur A se trouve sur Terre et il constate {10} en mesurant les coordonnées du cosmonaute, dans son système de repère, que celui-ci se déplace sous l’effet de la force gravitationnelle Fg. Si la masse du cosmonaute est m, alors pour l’observateur A son équation de mouvement s’écrira: ma= Fg, où a est l’accélération du cosmonaute par rapport à l’observateur A. En un mot l’observateur constate que le cosmonaute a un mouvement accéléré (avec son vaisseau) sous l’effet de la force gravitationnelle.
Supposons maintenant qu’il y ait sur le vaisseau un observateur B, qui mesure les coordonnées du cosmonaute, par rapport au système de repère lié au vaisseau. Il va constater soit que le cosmonaute est immobile par rapport aux parois de la
capsule spatiale, soit il va se déplacer en ligne droite et uniformément, comme s’il ne subissait l’effet d’aucune force. Or en réalité le cosmonaute subit deux forces qui se compensent: L’une d’elles est la force gravitationnelle Fg, l’autre étant la force inertielle Fi (voir figure 4). Les physiciens savent que dans les systèmes de repère accélérés, des forces d’inertie sont actives. Par exemple lorsque vous tournez sur un manège, vous subissez la force d’inertie centrifuge, qui tend à vous éjecter à bas du manège. La rotation constitue un mouvement accéléré.
Il est clair désormais comment repérer un système de repère accéléré, inertiel, local de première espèce. C’est un système accéléré tel que la force externe qui agit sur le corps du repère est compensée par la force d’inertie. Dans notre cas la force externe a été la force gravitationnelle Fg. Ce sont précisément de tels systèmes de repère qu’a utilisé A. Einstein lors de la construction de la théorie du champ
gravitationnel.
Figure 4: Système de repère accéléré B lié au vaisseau spatial.
Le système de repère accéléré B est lié au vaisseau spatial, qui fait un vol libre sur une orbite stationnaire et se déplace sans une rotation personnelle. Le système de repère A se trouve sur Terre. Les observateurs A et B se trouvant chacun dans leur système de repère, mesurent les coordonnées du cosmonaute. Ils obtiennent des équations différentes du mouvement du cosmonaute.
Ainsi nous avons montré que dans la théorie d’Einstein les champs et les forces gravitationnels ont un caractère relatif, car ils peuvent être annulés (bien que localement, seulement) par un déplacement vers un système de repère accéléré et localement inertiel. Par la suite A. Einstein a réussi à démontrer que les coordonnées relatives des systèmes de repère accélérés et localement inertiels forment un espace des évènements doté de la géométrie de Riemann. Contrairement à la géométrie d’Euclide (ou de la géométrie plane pseudo Euclidienne), cette géométrie possède une courbure. Il s’avère que la courbure de la géométrie de Riemann possède toute l’information indispensable sur les champs et interactions gravitationnels.
Souvenons-nous maintenant des affirmations de Clifford, qui disait qu’il ne se passait rien dans l’Univers sauf des changements de courbure de l’espace. Einstein a réussi à prouver cela pour les interactions gravitationnelles. {11}
Figure 5: Déviation du rayon lumineux à proximité de la surface du soleil.
Il est possible de prévoir les résultats de toute expérience de gravitation, en utilisant les connaissances mathématiques des divers objets géométriques de la géométrie de Riemann. Par exemple les équations de mouvement du corps du
repère au quel est lié le système de repère accéléré et localement inertiel dans la théorie de gravitation d’Einstein, peut être décrit par les équations de géodésie. Ces équations étaient connues aux mathématiciens bien avant la théorie d’Einstein. Le grand savant utilisait ces équations pour ses calculs théoriques, sachant par avance que ses conclusions théoriques seront confirmées par les expériences. Il avait prédit qu’un rayon de lumière provenant d’une étoile lointaine, serait dévié par le champ gravitationnel, en passant près du Soleil (voir figure 5).
Par la suite les expériences réalisées par les astronomes ont confirmé
quantitativement l’angle de déviation du rayon lumineux qu’avait prédit Einstein. Il y a eu d’autres prédictions qui ont obtenu une confirmation expérimentale.
Le vide d’Einstein.
Après de longues années de recherche, et suite à une discussion avec le mathématicien allemand D. Hilbert, Einstein découvre en 1915 les fameuses
équations d’Einstein, qui décrivent les champs de gravitation à l’aide de la courbure de l’espace des évènements. Selon ces équations, un corps massif déforme
l’espace-temps autour de lui. Sa théorie contient deux réalités: l’espace-temps et la matière. La matière apparait sur le fond de l’espace-temps et provoque sa
déformation. Si l’on supprime la matière, alors l’espace devient plan (pseudo Euclidien). De cette façon l’espace-temps acquière des propriétés d’élasticité qui vont s’exprimer par la déformation de sa géométrie. Il est possible de simuler graphiquement le processus physique de la déviation du rayon lumineux, tel que représenté sur la figure 5, de la façon suivante: Imaginons un espace tridimensionnel rempli d’une gomme homogène transparente. En faisant passer un rayon lumineux dans cet espace, dans diverses directions, nous nous apercevons que ce rayon se propage toujours en ligne droite. C’est le modèle d’un espace plan, ou du « vide absolu ».
Insérons maintenant à l’intérieur de la gomme une bille en matériau dur. Il va en résulter des hétérogénéités près de la surface de la bille, à cause de l’extrusion par la bille d’une partie du volume de gomme. Si dès lors, on fait passer un rayon
lumineux près de la surface de la bille, le rayon se propagera selon une courbe à cause de la densité variable près de la surface de la bille. Dans ce cas le morceau hétérogène de la gomme transparente simule l’espace déformé ou le vide excité.
On peut dès lors affirmer que conformément à la théorie d’Einstein, le vide physique est un espace-temps (dénué de matière), possédant des propriétés
d’élasticité. Ces propriétés s’expriment dès lors qu’une certaine masse est immergée dans cet espace vide. Il y a en outre dans la théorie ce qu’on appelle les équations du vide d’Einstein, qui décrivent les champs gravitationnels hors de la matière, c'est à dire les propriétés d’élasticité dans leur forme pure, de l’espace-temps vide. Les équations du vide d’Einstein sont purement géométriques et ne contiennent aucune constante physique. Ce qui est normal car le vide ne peut être caractérisé par quelque chose de concret. Si l’on dotait le vide de quelques constantes physiques concrètes, cela deviendrait déjà quelque chose d’engendré par le vide. {12}
Le vide de Dirac
Portons notre attention sur un point important: Lors de la construction de sa théorie de gravitation, A. Einstein ne s’orientait pas vers une expérimentation. Toute la partie essentielle de la théorie concerne les propriétés géométriques de l’espace des évènements, des coordonnées relatives, des systèmes de repère inertiels, accélérés localement, de première espèce. Si l’on sait que l’espace des évènements de tels systèmes est doté de la structure de la géométrie de Riemann, ce seul fait entraine les équations du mouvement de la masse dans un champs gravitationnel quelconque : les équations des géodésiques! On peut désigner des théories de cette nature comme des théories déductives.
La plupart des théories physiques se construisent sur la base de
généralisations de données expérimentales de caractère particulier. De telles
théories appartiennent à la classe inductive. Un exemple de théorie inductive c’est la mécanique de Newton, la thermodynamique, l’électrodynamique, la mécanique quantique et sa partie la plus développée l’électrodynamique quantique. Aujourd'hui l’électrodynamique quantique, dont l’inventeur de droit est P. Dirac, est l’exemple de théorie physique la plus élaborée. Les déductions théoriques qui découlent de ses équations coïncident avec les résultats d’expériences, avec un haut degré de
précision (une précision de l’ordre de 10-7). Néanmoins ce n’est pas l’expérience qui constitue la vérité. Ce n’est qu’un critère de vérité. En fait l’analyse des équations de l’électrodynamique quantique permet d’éclaircir une série de difficultés. Elles
conduisent à des conclusions contradictoires et montrent l’inachèvement des équations de l’électrodynamique quantique. P. Dirac le comprenait fort bien et remarquait amèrement que « la conclusion juste est que ces équations sont
fausses ». Si ces paroles avaient été prononcées par quelqu’un d’autre, même par un physicien réputé, il aurait été classé par les autres physiciens comme étant un fou!
Les équations que Dirac a découvertes, montrent qu’il existe dans la nature des particules à l’énergie positive : les électrons, et des antiparticules : les positrons, dont l’énergie est négative. Ces particules naissent par paires depuis le vide
physique. Le vide lui-même représente un état latent (caché) des électrons et des positrons. Le vide physique, ne possède pas, en moyenne, de masse, de charge ni d’aucune des caractéristiques physiques. Cependant dans des régions d’espace réduites (de l’ordre de 10-33), les valeurs des caractéristiques physiques peuvent êtres différentes de zéro : sur de courtes distances le vide est spontanément fluctuant. Le vide est constamment le lieu de processus de naissance et de
destruction de particules et d’antiparticules de diverses sortes. On peut dire de façon imagée que dans des petites régions d’espace-temps le vide ressemble à un
« bouillon en ébullition » constitué de particules élémentaires. C’est pourquoi dans la théorie quantique est apparu une représentation du vide physique comme « d’un liquide quantique » en perpétuel mouvement. Un tel liquide est décrit par des équations d’hydrodynamique quantique, et possède évidemment, des propriétés élastiques comparables au vide d’Einstein. Pour les physiciens il est apparu comme essentiel de réussir à réunir les équations qui décrivent le vide d’Einstein et le vide de Dirac, afin d’avoir une représentation plus juste du vide. Les opinions de
physiciens ont subitement divergé sur ce point précis.
Le testament d’Einstein pour la physique future.
Malheureusement il faut remarquer qu’en quarante ans il s’est produit une démocratisation de la physique dans le plus mauvais sens. Ce sont désormais des gens éloignés d’une pensée stratégique, ou de grands collectifs humains qui participent à la prise de décisions importantes pour le développement futur de la physique. Il y a désormais une opinion publique pour toutes les questions de base pour le développement, qui pèse de tout son poids sur toute pensée originale. Même A. Einstein, qui a apporté sa contribution au développement de trois théories
modernes: la théorie quantique, les théories spéciale et générale de la relativité, avait subi des obstructions sa vie durant. Son opinion sur le contenu physique de la mécanique quantique moderne, n’était pas acceptée par la majorité de ses
contemporains. Descartes déjà avait remarqué que lors de la résolution de questions très complexes, il était de règle que la majorité des décideurs se trompe. {13}
On aurait pu s’y résigner s’il n’y avait les énormes pertes matérielles que subit la société à la suite des choix erronés que font les savants. On peut reporter à ces décisions le problème de la réaction thermonucléaire contrôlée, en l’absence d’une théorie fondamentale des forces nucléaires, la construction de super accélérateurs et la planification d’expériences en l’absence d’une théorie des particules
fondamentales, etc.. Dans de telles conditions, l’évaluation de la signification de travaux stratégiques qui seule peut être réalisée par un tout petit nombre de scientifiques, n’a pas de prix.
Tous les chercheurs qui s’occupent de physique théorique peuvent être séparés en trois groupes : les stratèges, les tacticiens et les opérateurs.
Les stratèges créent les théories fondamentales qui définissent le
développement de la physique, pour des dizaines, des centaines d’années. Les théories fondamentales supposent la découverte d’équations physiques nouvelles, par principe. Ces équations sont fondées sur des principes physiques nouveaux de caractère général. (La mécanique de Newton, les théories de la relativité, générale et spéciale d’Einstein). Les prédictions théoriques des théories fondamentales sont entièrement confirmées par l’expérience, dans les domaines où ces équations et ces principes sont justes. Seul deux savants appartiennent à cette catégorie de
théoriciens-stratèges : I. Newton et A. Einstein.
Les tacticiens élaborent en détail des fragments séparés de l’œuvre stratégique. Parmi eux se trouvent des savants capables d’apprécier le travail
stratégique non encore reconnu par la communauté scientifique. On trouve parmi les physiciens-tacticiens des chercheurs comme: G. Maxwell, M. Planck, H. Schrödinger, P. Dirac, V. Pauli et de nombreux autres savants connus.
La plupart des physiciens théoriciens s’occupent de travaux opérationnels. Il s’agit avant tout de la création de théories phénoménologiques (descriptives), qui ont un pouvoir prédictif limité. C’est à ces théories qu’appartiennent les théories des interactions fortes et faibles, ou diverses super théories et grandes théories. Les travaux opérationnels incluent la résolution de problèmes concrets, que pose la physique stratégique ou tactique. Le travail opérationnel inclut également le
développement de nouveaux travaux mathématiques pour la résolution d’équations fondamentales déjà connues. Les théoriciens opérationnels qui ont de bonnes capacités organisationnelles, forment leurs propres écoles et ils rédigent des manuels de physique théorique. Parmi ces théoriciens opérationnels on trouve A.
Sommerfeld, L. Landau, D. Schwinger, M. Gell-Mann, A. Salam, S. Weinberg, S.
Glashow, et d’autres. Habituellement les opérationnels maitrisent parfaitement l’appareil mathématique et ils ont des connaissances encyclopédique dans le domaine de la physique. Ils conquièrent rapidement la reconnaissance de la
communauté scientifique et ce sont eux qui forment « l’opinion publique » sur telle ou telle question particulière de physique, en les ramenant à des problèmes de
mathématique.
Cependant dans la physique stratégique il n’existe pas, il n’y a jamais eu de problèmes mathématiques. Il n’y a que des problèmes de physique. Einstein comprenait cela parfaitement.
Après la clôture des travaux pour définir la théorie de la gravitation, dans laquelle les champs gravitationnels ont une nature relative, A. Einstein se mit à la recherche des équations de la théorie unique du champ. Il supposait que la physique devait être une, et qu’il doit exister des équations qui décrivent tous les phénomènes observables dans la nature.
Le programme d’élaboration de la théorie unique du champ était un problème stratégique de la physique. Einstein l’a divisé en deux parties:
a- Le programme minimum qui supposait la découverte d’équations d’électrodynamique telles qu’elles amènent à la description géométrique des
interactions électromagnétiques, d’une façon analogue à ce que permet la théorie de gravitation d’Einstein.
b- Le programme maximum qui supposait la découverte d’équations de géométrisation de la théorie quantique, par un perfectionnement ultérieur de la théorie de la relativité.
Nous verrons plus loin que le développement de ces programmes précisément, nous amène à la théorie du vide physique, à une nouvelle vision du monde et à des technologies nouvelles.
La relatvité du champ électromagnétque dans l’électrodynamique géométrisée.
La science connait deux théories du champ gravitationnel: celle de Newton et celle d’Einstein. La théorie de Newton fut élaborée par induction, après l’analyse d’un grand nombre de données expérimentales. Inversement la théorie gravitationnelle d’Einstein ne s’appuyait pas sur des données expérimentales et elle fut fondée par déduction. Il avait suffi à Einstein de supposer que l’espace des coordonnées
relatives des systèmes de repère inertiels, accélérés localement, de première espèce (l’ascenseur en chute libre) était doté de la géométrie de Riemann, pour tirer de ce fait l’équation du mouvement puis l’équation du champ de sa théorie.
Rien ne nous interdit de faire la même chose lors de la géométrisation des équations du champ électromagnétique, en réalisant le programme minimum d’Einstein de réalisation de la théorie du champ unifié. Pour cela faisons une
supposition : Il existerait dans l’électrodynamique, des systèmes de repère inertiels, accélérés localement, de première espèce, liés à des particules chargées. Cela signifie qu’il existe dans les phénomènes électromagnétiques des situations telles, que lorsque la charge se déplace en accélérant, mais de telle façon que localement, en chaque point de la trajectoire la force électromagnétique externe serait totalement compensée par la force d’inertie. Il en résulte qu’en chaque point de la trajectoire curviligne, cette charge va se déplacer localement, par inertie, c’est à dire
uniformément, de façon rectiligne et sans rotation. Mais aussi, à cause de sa forme
inertielle du mouvement, en chaque point de la trajectoire, la charge ne va pas rayonner d’ondes électromagnétiques, autant localement que tout le long de sa trajectoire curviligne, malgré que son mouvement soit accéléré!
Cette déduction qui semble paradoxale, à première vue, possède pourtant une confirmation expérimentale. En effet il découle de l’analyse des spectres atomique que lors du mouvement de l’électron autour du noyau il existe des orbites stables sur lesquelles l’électron circule en étant accéléré, mais sans émettre de rayonnement. La stabilité observable des orbites de l’électron a été élevée par N. Bohr au rang de principe physique lors de l’élaboration de la théorie quantique de l’atome. Le savant, sous la pression des données expérimentales, introduit le postulat de la stationnarité des orbites dans l’atome. Ce postulat de Bohr devient surabondant si l’on relie l’électron dans l’atome à un système de repère inertiel, accéléré localement, de première espèce (voir figure 6).
Figure 6 : Passage de l’électron du niveau stationnaire 1 au niveau stationnaire 2.
Passage de l’électron du niveau stationnaire 1 au niveau stationnaire 2. Sur les niveaux 1 et 2, la force électromagnétique Fe
est compensée par la force d’inertie Fi. Le rayonnement électromagnétique survient lorsque [Fe] > [Fi].
Dans la nouvelle électrodynamique, de la même façon que dans la théorie de gravitation d’Einstein, l’espace des évènements des coordonnées relatives des systèmes de repère accélérés, liés aux charges, est doté de la structure de la géométrie de Riemann. C’est pourquoi les équations de déplacement de la charge dans l’électrodynamique géométrisée coïncident avec les équations des
géodésiques de l’espace de Riemann. {15} Ces équations couvrent les champs électrodynamiques que l’on peut annuler localement par une transformation des coordonnées. Autrement dit le champ électromagnétique dans l’électrodynamique géométrisée possède une nature relative. Comme les forces électromagnétiques sont engendrées par les champs électromagnétiques, elles sont également relatives.
La figure 7 montre schématiquement comment les coordonnées de transformation rendent relatives les forces électromagnétiques dans l’électrodynamique géométrisé.
Sur la figure 7a l’observateur se trouve dans le système de repère inertiel, lié au noyau atomique, qui a une charge +e. En mesurant les coordonnées de son
système de repère et du système accéléré, lié à l’électron de charge –e, et de masse m, il voit que l’électron se déplace avec une accélération sous l’effet de la force Fc.
Celle-ci est créée par le champ électromagnétique du noyau. En transformant les coordonnées relatives, l’observateur peut se déplacer dans le système de repère accéléré (figure 7b). Dans la figue 7b il se trouve dans le système de repère inertiel, localement accéléré, près de l’électron. Il voit dans ce système de repère que
localement l’électron est soit au repos, soit il se déplace uniformément et en ligne droite, et sans rotation, car localement la force externe Fc est compensée par la force Fi. Du point de vue de l’observateur local, l’action d’un champ quelconque est
absente sur l’électron, ce qui témoigne de la relativité du champ électromagnétique
Figure 7 : Neutralisation du mouvement relatif de l’électron sur son orbite atomique
L’électron –e se déplace sur l’orbite stationnaire autour du noyau atomique chargé e+. Sur la figure de gauche, l’observateur voit le mouvement de l’électron sous l’effet de la force Fe. Sur la figure de droite, l’observateur découvrira dans le système localement inertiel, le mouvement rectiligne et uniforme de l’électron.
Nos réflexions nous amènent à la conclusion que dans une électrodynamique géométrisée, un mouvement accéléré par « inertie » est possible. Il suffit pour cela que la particule chargée se déplace selon les équations des géodésiques de l’espace de Riemann. En outre cet espace doit être constitué d’une multitude de coordonnées de systèmes de repère inertiels, accélérés localement, liés aux charges. C’est pourquoi l’existence d’orbites stationnaires des électrons dans le champ du noyau (le principe quantique de Bohr), dans une électrodynamique géométrisée, est la conséquence du mouvement accéléré des charges, par inertie.
Cette conclusion vient confirmer les suppositions d’A. Einstein de la possibilité de découvrir une théorie quantique plus perfectionnée par la voie de l’extension du principe de relativité. En fait l’apparition des orbites stationnaires de l’électron, dans l’électrodynamique géométrisée est assurée par l’extension du principe spécial de relativité de l’électrodynamique de Maxwell-Lorenz-Einstein, avant le principe général de relativité. {16}
La relatvité de rotaton et les coordonnées de rotaton.
Nous observons dans la vie courante deux types de mouvement des corps: les mouvements de translation et les mouvements de rotation. Par exemple une
automobile qui se déplace sur une surface horizontale, a un déplacement de translation. Le mouvement des roues du véhicule, par rapport à son châssis est
rotatif. Un mouvement de translation des corps est décrit en physique à l’aide des coordonnées de translation x, y, et z. La description du mouvement rotatif est réalisé à l’aide de coordonnées de rotation Φ1,Φ2,Φ3 (qui peuvent être les angles d’Euler).
La mécanique de Newton, l’électrodynamique de Maxwell-Lorenz-Einstein, la théorie de gravitation d’A. Einstein et l’électrodynamique géométrisée sont
construites de telle sorte que les systèmes de repère utilisés par ces théories forment une multitude de coordonnées de translation relatives (voir le tableau 1). Dans ce tableau sont indiqués les grandeurs physiques relatives, et chaque théorie plus complexe inclut toutes les valeurs relatives précédentes en y ajoutant les siennes.
Par exemple dans l’électrodynamique de Maxwell-Lorenz-Einstein qui emploie des systèmes de repère inertiels quadridimensionnels, l’énergie cinétique du mouvement de translation des charges est relative, tout comme dans la mécanique de Newton.
Mais en complément, la longueur de l’objet et sa durée de vie s’avèrent être relatifs.
Dans la théorie de gravitation d’A. Einstein et dans l’électrodynamique géométrisée est relatif tout ce qui est relatif dans l’électrodynamique de Maxwell-Lorenz-Einstein et en complément deviennent relatifs les champs gravitationnels et
électromagnétiques.
Tableau 1 Comparaison des paramètres des diverses théories
Théorie Système de repère Coordonnées relatives
Géométrie des coordonnées relatives
Valeur physique relative
Mécanique de
Newton Inertiel
tridimensionnel. x, y, z Euclidienne,
tridimensionnelle Energie cinétique d’un mouvement
uniforme l’électrodynamiqu
e de Maxwell- Lorenz-Einstein
Inertiel quadridimensionnel
.
x, y, z et constante
Pseudo Euclidienne,
quadridimensionnelle. Longueur et temps.
Théorie de gravitation d’Einstein
Accéléré, localement inertiel
de première espèce.
x, y, z et constante
de Riemann,
quadridimensionnelle. Champ gravitationnel.
Electrodynamique géométrisée
Accéléré, localement inertiel
de première espèce.
x, y, z et constante
de Riemann, quadridimensionnelle
Champ électromagnétique.
On voit aisément que ce tableau n’inclut pas les coordonnées de rotation
Φ1,Φ2,Φ3. Ceci est compréhensible car tous les systèmes de repère énumérés dans le tableau ne sont pas en rotation. On peut donc dire que jusqu’à présent la théorie de la relativité générale s’était développée comme une théorie de relativité de
translation.
Le pas suivant dans le développement de la théorie de la relativité générale a nécessité l’introduction de la diversité des coordonnées relatives des systèmes de repère accélérés, qui subissent une rotation dans leur mouvement. De tels systèmes de repère se déplacent non seulement dans des coordonnées de translation, mais aussi dans des coordonnées relatives de rotation. La théorie où l’on utilise des coordonnées relatives de rotation nécessite l’accroissement de la dimensionnalité de l’espace des évènements. Par exemple si l’on considère des systèmes de repère tridimensionnels de rotation avec des {17} coordonnées relatives de translation x, y, z, ils vont être décrit en supplément par trois coordonnées relatives de rotation.
Dans ce cas l’espace des évènements sera hexadimensionnel. Si nous allons
considérer des systèmes de repère quadridimensionnels, rotatifs, alors l’espace des évènements sera décadimensionnel, car dans l’espace quadridimensionnel des coordonnées relatives de translation des coordonnées relatives x, y, y, et const. Il y a six coordonnées relatives de rotation, trois angles spatiaux Φ1,Φ2,Φ3 et trois angles pseudo Euclidiens q1,q2,q3.
Les coordonnées relatives de rotation et de translation diffèrent sensiblement par leurs propriétés. Les coordonnées relatives de translation appartiennent à la classe des holonomes (ou des intégrables). Le mouvement dans des coordonnées holonomes se caractérise par le fait qu’il ne dépend pas de la direction du chemin vers un point précis de l’espace.
Cette propriété est clairement représentée sur la figure 8 où l’on voit le mouvement dans les coordonnées holonomes x, y, z depuis le point origine O jusqu’au point P sur les segments 1, 2, 3 des axes Ox, Oy, Oz. Sur la figure 8a le mouvement commence le long de l’axe x sur la longueur du segment 1, puis en suivant l’axe y sur une longueur de segment 2, enfin sur l’axe z sur une longueur de segment 3.
Figure 8: Le résultat d’un mouvement dans un système de coordonnées x, y, z holonome.
Sur la figure 8б l’ordre de parcours a changé: d’abord le mouvement suit l’axe Oy sur une longueur du segment 2, puis sur l’axe Ox sur une longueur de segment 1, enfin sur l’axe Oz sur une longueur de segment 3. Nous arrivons toujours au point P. On obtient le même résultat en commençant le mouvement sur l’axe Oz comme sur la figure 8B.
Contrairement au mouvement dans des coordonnées holonomes x, y, z, le mouvement dans des coordonnées non holonomes Φ1,Φ2,Φ3 est le résultat de deux rotations sur deux angles finis, et il dépend de l’ordre de ces rotations. Pour illustrer cela regardons les rotations successives autour des axes Oy et Oz, d’un angle de 90° (figures 9 et 10)
Figure 9: Deux rotations à 90° autour de Oz et Oy respectivement.
Figure 10: Deux rotations à 90° en ordre inversé, autour de Oy et Oz respectivement.
Les figures montrent que le résultat de deux rotations successives autour des axes Oy et Oz, dépend de l’ordre d’exécutions de ces rotations (les postions du carré étoilé sur les figures 9B et 10 B).
Les champs de torsion et la relatvité de rotaton.
L’exemple le plus simple d’un mouvement rotatif c’est un disque en rotation.
Figure 11: Épure d’un disque en rotation.
Le centre de gravité d’un disque homogène en rotation subit l’effet de forces centrifuges compensées d’inertie. Un tel système se définit comme système de repère accéléré, localement inertiel de seconde espèce.
La figure 11 représente un disque homogène, qui tourne à fréquence constante ω autour de l’axe qui passe par son centre de masse O. Remarquons tout de suite que si l’on place ce disque dans des conditions idéales, où il n’y a aucune interaction extérieure, alors ce disque va continuer de tourner autant qu’il vous plaira, par inertie.
Nous avons ici un cas évident de mouvement accéléré, par inertie. En effet chaque petite portion de disque possédant une masse Dm se déplace sur une orbite courbe, donc avec accélération.
Nous avions considéré précédemment des systèmes de repère accélérés, localement inertiels de première espèce dans lesquels le corps du repère subissait une force extérieure compensée par la force d’inertie (figure 4). Nous avions montré que dans ce cas le corps du repère bien qu’étant accéléré, il se déplace néanmoins par inertie, conformément aux équations des géodésiques de l’espace de Riemann.
Le mouvement de rotation libre du disque nous montre un autre exemple de mouvement accéléré inertiel. Mais dans ce cas nous avons une autre classe des systèmes de repère accélérés: ce sont les systèmes de repère, accélérés, localement inertiels de seconde espèce.
De tels systèmes se forment lorsque le centre de masse du corps dans le repère subit des forces d’inertie compensées.
La figure 11 montre un exemple de système de repère, accéléré, localement inertiels de seconde espèce. Les vecteurs unitaires e1, e2, e3 du système B sont étroitement liés au disque en rotation. Dans le système B le centre de masse du disque subit des forces centrifuges compensées d’inertie, dans toutes les directions du plan du disque. Il en résulte que le centre du disque reste au repos, ou bien il se déplace de façon rectiligne et uniforme (tout en étant en rotation) par rapport à un autre système semblable A (voir figure 11).
Supposons maintenant que le système A ne soit pas en rotation mais qu’il se déplace de façon rectiligne et uniforme (un mouvement inertiel). L’observateur dans le système A voit que le disque tourne avec une vitesse angulaire ω. Il voit
également que l’origine O du système de repère B (seulement ce point) est soit au repos, soit il se déplace de façon rectiligne et uniforme par rapport à A, bien que le système de repère B soit accéléré ! En outre l’observateur A voit que le disque en rotation subit des forces d’inertie qui agissent sur chacun des petits éléments du disque. Si le disque était un corps absolument rigide (les distances entre les points de ce disque ne changent pas quelles que soient les forces qui puissent agir sur lui), sa forme serait inchangée. Or un disque réel en rotation subit des déformations à {20} cause des forces d’inertie (voir figure 12).
